DE2750684A1

DE2750684A1 - INKJET PRINTER

Info

Publication number: DE2750684A1
Application number: DE19772750684
Authority: DE
Inventors: Ho Chong Lee
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1976-11-26
Filing date: 1977-11-12
Publication date: 1978-06-01
Also published as: FR2372031B1; GB1569343A; IT1114440B; BR7707869A; DE2750684C3; ES464259A1; CA1082289A; CH623270A5; FR2372031A1; JPS5367429A; DE2750684B2; US4078238A; JPS5720907B2

Description

Anmelderin: INTERNATIONAL BUSINESS MACHINESApplicant: INTERNATIONAL BUSINESS MACHINES

CORPORATION, ARMONK, N.Y. 10504CORPORATION, ARMONK, N.Y. 10504

Inkjet printer

Die Erfindung betrifft eine Art eines in Oberbegriff des
Anspruches 1 angegebenen Thtenstrahl-Druckers.The invention relates to a type of in the preamble of
Claim 1 specified thten jet printer.

Tintenstrahl-Drucker der genannten Art sind bereits bekannt. In den USA-Patentschriften 3 928 855 und 3 959 797 sind
Tintenstrahl-Drucker beschrieben, bei denen ein kontinuierlicher Strom von ferrofluider Tinte in einzelne Tropfen aufgelöst und an einer elektromagnetischen Selektionsvorrichtung sowie einer Ablenkvorrichtung vorbei auf einen Aufzeichnungsträger geführt wird. Die Selektionsvorrichtung wird dabei üblicherweise im Synchronismus mit der Tropfenerzeugung erregt und unterwirft die nicht zum Drucken bestimmton
Tropfen einen Magnetfeld, welches diese Tropfen horizontal
ablenkt und auf einer neuen Flugbahn in eine Auffangvorrichung leitet. Alles Tropfen, d.h. die zura Drucken vorgesehenen und die fllr die Auffangvorrichtung abgelenkten,
werden dann in einen zeitlich veränderlichen Magnetfeld in
vertikaler Richtung abgelenkt, wie das beispieleweise in der USA Patentschrift 3 864 692 beschrieben i3t. Die ausgewählten Tropfen gelangen, wie erwähnt, in die Auffangvorrichtung, während die zum Drucken vorgesehenen Tropfon auf einem Aufzeichnungsträger in Form eines Zoichenmusters niedergeschlagen werden.Ink jet printers of the type mentioned are already known. U.S. Patents 3,928,855 and 3,959,797 are
Inkjet printer described, in which a continuous stream of ferrofluid ink is dissolved into individual drops and guided past an electromagnetic selection device and a deflection device onto a recording medium. The selection device is usually excited in synchronism with the drop generation and subjects the tone not intended for printing
Drops a magnetic field, which these drops horizontally
deflects and directs it on a new trajectory into a containment device. All drops, i.e. those intended for printing and those deflected for the collecting device,
are then in a time-varying magnetic field in
deflected in the vertical direction, as described, for example, in US Pat. No. 3,864,692. As mentioned, the selected drops get into the collecting device, while the drops intended for printing are deposited on a recording medium in the form of a zoichen pattern.

Bei den bekannten Tintenstrahl-Druckern besteht die elektromagnetische Ablenkvorrichtung aus eine?n C-förmigon Magnetkern, der ein Paar von gegenein-In the known inkjet printers, there is the electromagnetic Deflection device made of a C-shaped magnetic core, a pair of opposing

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ander gerichteten Polen aufweist. Der Magnetkern der Ablenkvorrichtung ist bezüglich des Tropfen strahl s so angeordnet, dass die Flugbahnen der ausgewählten sowie der zum Drucken vorgesehenen Tropfen durch seinen Luftspalt hindurchführen. Die Flugbahn der zum Drucken vorgesehenen Tropfen verläuft dabei im allgemeinen im Zentrum des Luftspaltes, während die Flugbahn der ausgewählten d.h. nicht zum Drucken vorgesehenen Tropfen ausserhalb des Zentrums verläuft. Der Magnetkern hat eine mehreren Tropfenabständen entsprechende Länge, so dass sich während eines Zeitintervalls jeweils mehrere Tropfen in dem Luftspalt befinden, währenddessen ein Rastersignal, beispielsweise mit Sägezahnform oder Treppenform, der Erregerwicklung des Kerns zugeführt wird, wie das allgemein bekannt ist.has other directed poles. The magnetic core of the deflector is related The drop jet s arranged so that the trajectories of the selected as well as the drops intended for printing through its air gap. The trajectory of the drops provided for printing generally runs in the center of the air gap, while the trajectory of the selected drops i.e. drops not intended for printing run outside the center. The magnetic core has a spacing corresponding to several drops Length, so that several drops are in are located in the air gap, during which a raster signal, for example with a sawtooth shape or stepped shape, is fed to the excitation winding of the core, as is well known.

Wenn das Rastersignal an der Wicklung liegt, werden die im Luftspalt befindlichen Tintentropfen polarisiert und in Richtung zunehmender Flussdichte, d.h. in Richtung auf den engsten Bereich des Luftspalts abgelenkt.If the grid signal is on the winding, those in the air gap will be Ink drops polarized and deflected in the direction of increasing flux density, i.e. in the direction of the narrowest area of the air gap.

Für das Drucken mit hohen Druckgeschwindigkeiten muss die Fluggeschwindigkeit der Tropfen erhöht und ihr gegenseitiger Abstand erniedrigt werden. Der Betrag der Ablenkung muss jedoch wesentlich erhöht werden. Die Ablenkkraft kann in einfacher Weise dadurch erhöht werden, dass der Tropfenstrahl nach Möglichkeit auf die engste Stelle des Luftspalts zentriert wird. Das bringt allerdings die Gefahr mit sich, dass ein Teil der Tintentropfen auf die Polflächen auftreffen kann, wodurch diese verschmutzt werden, so dass der Betrieb der Ablenkvorrichtung beeinträchtigt wird und die Druckqualität leidet. Eine andere Mög-For printing at high print speeds, the airspeed must be the drop is increased and their mutual distance decreased. However, the amount of distraction must be increased significantly. The distraction can can be increased in a simple manner that the jet of drops if possible is centered on the narrowest point of the air gap. However, this entails the risk that some of the ink droplets will hit the pole faces can, thereby polluting them, so that the operation of the deflector deteriorates and the print quality suffers. Another possibility

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lichkeit zur Erhöhung der Ablenkkräfte besteht darin, den Tropfenstrahl ausserhalb aber sehr nahe bei der engsten Stelle des Luftspalts vorbeizuführen. Dieser externe Tintenstrahl ist jedoch insofern problematisch, als die zum Drucken nicht vorgesehenen, ausgewählten Tropfen, das Magnetfeld nun ausserhalb seines Zentrums passieren und daher einer zentrierenden Kraft ausgesetzt sind, welche dazu tendiert, den Selektionswinkel zu Null zu machen, so dass die Tropfen an der Auffangvorrichtung vorbeifliegen und auf dem Aufzeichnungsträger niedergeschlagen werden, was natürlich für die Druckqualität untragbar ist.The possibility of increasing the deflecting forces is to place the jet outside but very close to the narrowest one Place of the air gap. That external inkjet however, the problem is that the selected drops not intended for printing are the magnetic field now happen outside of its center and are therefore exposed to a centering force which tends to to make the selection angle to zero so that the drops fly past the collecting device and onto the recording medium be knocked down, which of course is unsustainable for the print quality.

Es ist daher die Aufgabe der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung, einen Tintenstrahl-Drucker zu schaffen, der gegenüber den vorbekannten wesentlich verbesserte Ablenkmittel aufweist.It is therefore the object of the invention specified in claim 1 to provide an inkjet printer which is opposite has the previously known substantially improved deflection means.

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Weitere Merkmale der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Further features of the invention can be found in the subclaims.

Einzelheiten der Erfindung sind nachstehend anhand von in den Figuren veranschaulichten Ausführungsbeispielen beschrieben. Details of the invention are described below with reference to exemplary embodiments illustrated in the figures.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 die wesentlichen Teile eines Tintenstrahl-Druckers, Fig. 2 eine magnetische Ablenkvorrichtung gemäss Fig. 1,1 shows the essential parts of an inkjet printer, FIG. 2 shows a magnetic deflection device according to FIG. 1,

Fig. 3 einen Querschnitt entlang der Linie 3-3 durch die Ablenkvorrichtung der Fig. 2,FIG. 3 shows a cross section along the line 3-3 through the deflection device of FIG. 2;

Fig. 4 den magnetischen Feldgradienten F(y) aufgetragen4 shows the magnetic field gradient F (y)

über die Länge Z des Magnetkerns der Fign. 1 bis 3,over the length Z of the magnetic core of FIGS. 1 to 3,

Fig. 5 Einzelheiten der Pole des Ablenkmagneten,5 details of the poles of the deflection magnet,

Fign.6+7 weitere Ausführungsbeispiele des Ablenkmagneten mit passiven Kompensationspolpaaren,6 + 7 further embodiments of the deflecting magnet with passive compensation pole pairs,

Fig. 8 ein Ausführungsbeispiel des Ablenkmagneten mit aktiven Kompensationspolpaaren.8 shows an embodiment of the deflection magnet with active compensation pole pairs.

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Die wesentlichen Elemente eines Tintenstrahl-Druckers sind in der Fig. 1 dargestellt. Der Drucker umfasst eine Düse 10, die mit einem nicht gezeigten Tank verbunden ist, welcher ferromagnetische Tinte unter konstantem Druck liefert, so dass ein kontinuierlicher Tintenstrom 11 aus der Düse 10 austritt und in Richtung auf den Ali zeichnungsträger 12 fliegt. Mit der Düse 10 ist ein elektromechanischer Wandler 13 verbunden, der von einem Tropfenfrequenz- -Generator 14 gespeist wird und die Düse 10 in Vibration versetzt, so dass sich Tintentropfen 15 bilden, die im wesentlichen gleiche Grosse und untereinander gleich Abstände aufweisen, wobei die Abstände von der Frequenz des dem Wandler 13 zugeführten Erregersignals abhängen. Es sind bereits verschiedene Arten von Wandlern bekannt, die piezoelektrische Kristalle oder magnetostriktive Elemente benutzen, um die Düse 1 0 in Schwingungen zu versetzen, und die im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden können.The essential elements of an ink jet printer are shown in FIG. The printer comprises a nozzle 10 connected to a tank, not shown, which holds ferromagnetic ink under constant pressure delivers so that a continuous stream of ink 11 emerges from the nozzle 10 and in the direction of the Ali drawing carrier 12 flies. With the nozzle 10 is a Electromechanical transducer 13 connected, which is fed by a drop frequency generator 14 and sets the nozzle 10 in vibration, so that Form ink droplets 15 that are substantially the same size and one another have equal spacings, the spacings depending on the frequency of the excitation signal supplied to the transducer 13. There are already different types known from transducers that use piezoelectric crystals or magnetostrictive elements used to vibrate the nozzle 10, and which can be used in connection with the present invention.

Von der Düse 10 in Flugrichtung der Tropfen ist eine Horizontal-Selektionsvorrichtung 16 angeordnet, die einen C-förmigen Magnetkern 17 und eine Erregerwicklung 18 aufweist, welche an eine Datenimpulsquelle 19 angeschlossen ist. Die Düse 10 ist so gerichtet, dass die Tintentropfen 15 in der Nähe eines Luftspalts 20 im Magnetkern 17 vorbeifliegen. Wenn die Wicklung 18 der Selektionsvorrichtung 16 mit Impulsen von der Datenimpulsquelle 19 gespeist ist, entsteht in der Umgebung des Luftspalts 20 ein inhomogenes Magnetfeld. Ein in der Nähe des Luftspalts 2 0 befindlicher Tropfen 15 ist während der Erregung der Wicklung 18 einem horizontalen Ablenkfeld in der Richtung auf den Luftspalt 20 ausgesetzt. In Abwesenheit des Magnetfeldes fliegen die Tropfen 15 in derFrom the nozzle 10 in the direction of flight of the drops is a horizontal selection device 16, which has a C-shaped magnetic core 17 and an excitation winding 18, which is connected to a data pulse source 19 is. The nozzle 10 is directed so that the ink droplets 15 in the vicinity of a Air gap 20 in the magnetic core 17 fly past. When the winding 18 of the selection device 16 is fed with pulses from the data pulse source 19, an inhomogeneous magnetic field is created in the vicinity of the air gap 20. A The drop 15 in the vicinity of the air gap 2 0 is during the excitation the winding 18 is exposed to a horizontal deflection field in the direction of the air gap 20. In the absence of the magnetic field, the drops 15 fly in the

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Nähe des Luftspalts 20 vorbei, ohne abgelenkt zu werden, und erreichen den Aufzeichnungsträger 12 auf ihrer ursprünglichen geradlinigen Flugbahn. Sie sind mit 15a bezeichnet. Die zum Drucken nicht benutzten Tropfen werden durch die elektromagnetische Selektionsvorrichtung 16 abgelenkt und gelangen auf einer zweiten Flugbahn in eine Auffangvorrichtung 21. Diese Tropfen sind mit 15b bezeichnet. Proximity of the air gap 20 without being deflected and reach the Recording medium 12 on its original straight-line trajectory. They are labeled 15a. The drops not used for printing are replaced by the electromagnetic selection device 16 deflected and arrive at a second trajectory into a collecting device 21. These drops are denoted by 15b.

Von der Selektionsvorrichtung 16 weiter in Flugrichtung der Tropfen ist vor der Auffangvorrichtung 21 eine Vertikal-Ablenkvorrichtung 22 angeordnet, die dazu dient, die abgelenkten Tropfen 15a sowie die nicht zum Drucken benutzten Tropfen 15b in vertikaler Richtung abzulenken. Die Ablenkvorrichtung 22 weist einen Magnetkern 23 und eine Wicklung 24 auf, die von einem Rastersignal- -Generator 25 gespeist wird. Der Magnetkern 23 weist ein Paar von einwärts gerichteten Ablenkpolen 26 und 27 auf, deren Enden so geformt sind, dass sie einen gleichförmigen, länglichen Luftspalt 28 bilden. Die Erregerwicklung 24 ist auf die Pole 26 und 27 so aufgebracht, dass die Pole bei Erregung der Wicklung 24 entgegengesetzt polarisiert sind.From the selection device 16 further in the direction of flight the drop is in front of the Arranged collecting device 21 a vertical deflection device 22, which is used to deflect the droplets 15a and those not used for printing Deflect drops 15b in the vertical direction. The deflector 22 has a magnetic core 23 and a winding 24, which is fed by a raster signal generator 25. The magnetic core 23 has a pair from inward directed deflection poles 26 and 27, the ends of which are shaped so that they form a uniform, elongated air gap 28. The excitation winding 24 is applied to poles 26 and 27 so that the poles when the winding is energized 24 are oppositely polarized.

Der Magnetkern 23 weist ferner ein Paar von einwärts geneigten Polen 29 und auf, die einen im Verhältnis zum Luftspalt 28 breiteren Luftspalt 31 aufweisen, dessen vertikale Mittellinie vorzugsweise mit der Mittellinie des Luftspalts 28 zusammenfallen sollte. Die Enden dieser Kompensations-Pole 29 und 30 befinden sich innerhalb des um den Luftspalt 28 durch die Ablenk-Pole 26 und 27 gebildeten Magnetfeldes, so dass dessen magnetischer Feldgradient in der WeiseThe magnetic core 23 further has a pair of inwardly inclined poles 29 and which have an air gap 31 that is wider in relation to the air gap 28, the vertical center line of which is preferably aligned with the center line of the air gap 28 should coincide. The ends of these compensation poles 29 and 30 are located within the space formed around the air gap 28 by the deflection poles 26 and 27 Magnetic field, so that its magnetic field gradient in the way

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geändert ist, dass die durch das externe magnetische Ablenkfeld auf die Tropfen 15b wirkenden horizontalen Konzentrationskräfte ausgeglichen werden, die, wie beschrieben, die Tropfen 15b von der Mittellinie des Luftspalts 28 ablenken.That is changed by the external magnetic deflection field on the drops 15b acting horizontal forces of concentration are balanced, which, like described, the droplets 15b deflect from the center line of the air gap 28.

Wie im einzelnen in den Fign. 2 und 3 gezeigt, ist der Magnetkern 23 aus einem Paket von Blechen geformt, die durch Stanzen oder Aetzen von magnetischem Material gewonnen werden. Auf diese Weise können die Ablenk-Pole 26 und 27 und die Kompensations-Pole 29 und 30 als integrale Teile eines gemeinsamen magnetischen Kreises hergestellt werden. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Bleche 32 im mittleren Teil D des Kerns 23 im wesentlichen identisch (Fig. 3), während die in den Endbereichen Pj und P₇ angeordneten Bleche abgewandelte Polenden aufweisen, um das "Ausfransen" des magnetischen Flusses zu reduzieren, welches die Bewegung und Lage der Tintentropfen 15a und 15b insbesondere bei der kleinsten und grössten Amplitude des Rastersignals beeinflussen kann, sowie vor und nach dem Eintritt in das Ablenkfeld innerhalb der Ablenkvorrichtung 22 und in der Nähe des Luftspalts 28. Die Pole 26 und 27 laufen gegen den Luftspalt 28 spitz zu. An beiden Enden des Luftspaltes 28 sind die Pole 26 und 27 der Endbleche 33 und 34 ausgeschnitten. Die Pole 29 und 30 der Endbleche 33 und 34 weisen korrespondierende Verlängerungen auf.As in detail in FIGS. As shown in FIGS. 2 and 3, the magnetic core 23 is formed from a package of metal sheets obtained by punching or etching magnetic material. In this way, the deflection poles 26 and 27 and the compensation poles 29 and 30 can be produced as integral parts of a common magnetic circuit. In the preferred embodiment of the invention, the laminations 32 in the central part D of the core 23 are essentially identical (FIG. 3), while the laminations _{arranged in the end regions Pj and P 7 have} modified pole ends in order to reduce the "fraying" of the magnetic flux , which can influence the movement and position of the ink droplets 15a and 15b, especially at the smallest and largest amplitude of the raster signal, as well as before and after entering the deflection field within the deflection device 22 and in the vicinity of the air gap 28. The poles 26 and 27 run towards the air gap 28 to a point. At both ends of the air gap 28, the poles 26 and 27 of the end plates 33 and 34 are cut out. The poles 29 and 30 of the end plates 33 and 34 have corresponding extensions.

Wie die Fign. 2, 3 und 5 zeigen, enden die Pole 26 und 27 der Endbleche 33 und 34 in Kanten 37 und 38, die von den Enden der Pole der übrigen Bleche zurückgesetzt sind, um einen Ausschnitt zu bilden. Die Endbleche 33 und 34Like the FIGS. 2, 3 and 5 show the poles 26 and 27 of the end plates 33 terminate and 34 in edges 37 and 38 which are set back from the ends of the poles of the remaining sheets are to form a cutout. The end plates 33 and 34

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weisen hingegen Verlängerungen 39 und 40 der Kompensations-Pole 29 und 30 auf,die sich aufwärts in Richtung auf die Pole 26 und 27 erstrecken, vorzugsweise bis zu einer Höhe oberhalb der Flugbahn der Tintentropfen 15a und 15b beim Eintritt in den Magnetkern 23, entlang der Linie 41 in Fig. 3. Der Effekt der beschriebenen Gestaltung der Pole ist die Erzeugung einer derartigen Flussverteilung innerhalb des Magnetkerns 23, das die magnetischen Kräfte in vertikaler Richtung im Bereich C am grössten und im wesentlichen gleichförmig sind, aber an den Enden des Luftspalts 28 des Magnetkerns 23 in den Bereichen P₁ und ?i rasch abfallen. Die vertikale Feldverteilung in axialer Richtung für die Struktur des Magnetkerns 23 gemäss den Fign. 2 und 3 ist durch die Kurve F (y)/Z in Fig. 4 angedeutet. Daraus geht hervor, dass das Magnetfeld aus serhalb des Kerns 23 praktisch nicht existiert.however, have extensions 39 and 40 of the compensation poles 29 and 30, which extend upwards in the direction of the poles 26 and 27, preferably up to a height above the trajectory of the ink droplets 15a and 15b when entering the magnetic core 23, along the Line 41 in FIG. 3. The effect of the described configuration of the poles is the generation of such a flux distribution within the magnetic core 23 that the magnetic forces in the vertical direction are greatest and essentially uniform in the area C, but at the ends of the air gap 28 of the magnetic core 23 fall rapidly _{in the areas P 1} and ? i. The vertical field distribution in the axial direction for the structure of the magnetic core 23 according to FIGS. 2 and 3 is indicated by the curve F (y) / Z in FIG. It can be seen from this that the magnetic field outside the core 23 practically does not exist.

Die Hauptaufgabe der Endbleche 33 und 34 besteht also darin, die axialen Randeffekte der Pole 26 und 27 zu reduzieren. Eine weitere Aufgabe der Endbleche besteht darin , auch den Feldgradienten in der Umgebung des Luftspalts 28 zu ändern, da ein Teil des Flusses, der hauptsächlich vom Pol 26 zum gegenüberliegenden Pol 27 fliesst, über die Endbleche abgelenkt wurde, d.h. vom Pol zur Verlängerung 39 des Pols 29 und vom Pol 27 zur Verlängerung 40 des Pols Da diese Sekundärpfade polare Kräfte in Richtung auf die horizontalen Luftspalte 46 und 47 erzeugen, ergibt sich eine gewisse Aufhebung der horizontalen Kräfte auf die Tropfen 15b, welche ausserhalb der Mittellinie passieren. In ähnlicher Weise ergibt sich eine Aufhebung der horizontalen zentrierenden Kräfte durch zusätzliche Verlängerungen 42 und 43 der Bleche 35 und 36, dieThe main task of the end plates 33 and 34 is therefore to reduce the axial edge effects of poles 26 and 27 to reduce. Another task of the end plates is to also control the field gradients in the vicinity of the air gap 28 change as part of the river that is mainly from pole 26 to the opposite Pole 27 flows, was deflected over the end plates, i.e. from the pole to the extension 39 of the pole 29 and from the pole 27 to the extension 40 of the pole Because these secondary paths have polar forces in the direction of the horizontal air gaps 46 and 47 produce a certain cancellation of the horizontal forces on the drops 15b, which pass outside the center line. In Similarly, there is a cancellation of the horizontal centering forces by additional extensions 42 and 43 of the plates 35 and 36, the

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über die Kanten 44 und 45 der Bleche 32 hinausgehen, jedoch vorzugsweise unterhalb der Eintrittsflugbahn 41 der Tintentropfen 1 5a und 15b liegen. Die Grosse der polaren Kräfte, welche die zentrierenden Kräfte aufheben,wird durch die Dimmensionen der genannten Verlängerungen und Ausschnitte mit Bezug auf die gegebenen Dimmensionen des Luftspalts 31 bestimmt.go beyond the edges 44 and 45 of the sheets 32, but preferably below the entry trajectory 41 of the ink drops 15a and 15b. the Great of the polar forces, which cancel out the centering forces, are given by the dimensions of the named extensions and cutouts with reference to the given dimensions of the air gap 31 are determined.

Die beschriebenen Endbleche 33 und 34 werden, wie erwähnt, bevorzugt für die Reduzierung der axialen Randeffekte und zum Ausgleichen der horizontalen zentrierenden Kräfte, jedoch engen die Verlängerungen 39 und 40 oberhalb der Flugbahn 41 den horizontalen Raum für die ausgewählten Tropfen ein. Daher kann bei Platzmangel auf die Endbleche verzichtet werden, und man kann die Erzeugung der polaren Kräfte ganz auf die inneren, zusätzlichen Verlängerungen 42 und 43 der Bleche 35 und 36 verlagern. Die Kanten 44 und 45, die sich über den Bereich C des Kerns erstrecken, dienen der zusätzlichen Versteifung der Endbleche. Diese Kanten 44 und 45 der Kompensations-Pole 29 und 30 sind gegenüber den Polen 26 und 27 zurückgesetzt, so dass die Kompensation der horizontalen Zentrierkräfte in den Bereich C der Ausführungsform gemäss Fign. 2 und 3 vernachlässigbar ist, worin die Bleche 33 bis 36 an den Polen Verlängerungen 39, 40, 42 und 43 aufweisen. Bei einer anderen Ausführungsform kann die Erzeugung polarer Kräfte für den Ausgleich der horizontalen Zentrierkräfte von den Kanten 44 und 4 5 übernommen werden, wenn man sie gleich lang macht,wie die zusätzlichen Verlängerungen 42 und 43, und ihre Höhe in ein geeignetes Verhältnis zur Grosse des Luftspalts 31 bringt.The end plates 33 and 34 described are, as mentioned, preferred for the reduction of the axial edge effects and to balance the horizontal centering forces, however, the extensions 39 and 40 narrow above the Trajectory 41 the horizontal space for the selected drops. Therefore, if there is a lack of space, the end plates can be dispensed with and the Shift generation of the polar forces entirely to the inner, additional extensions 42 and 43 of the sheets 35 and 36. The edges 44 and 45 that extend over the area C of the core extend, serve to additionally stiffen the end plates. These edges 44 and 45 of the compensation poles 29 and 30 are set back with respect to the poles 26 and 27, so that the compensation of the horizontal centering forces in the area C of the embodiment according to FIGS. 2 and 3 is negligible, wherein the sheets 33 to 36 at the poles are extensions 39, 40, 42 and 43. In another embodiment, the generation of polar forces can be used to compensate for the horizontal centering forces are taken over by the edges 44 and 4 5, if they are made the same length as the additional extensions 42 and 43, and their height in a brings a suitable ratio to the size of the air gap 31.

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Im bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Kompensations-Pole passiv. Aus diesem Grund sind die Wicklungen im Ausführungsbeispiel der Fign. 1 bis 3 nur auf die Pole 26 und 27 verteilt. In der magnetischen Struktur dieses Auführungsbeispiels beginnen die Pole 29 und 30 in einem Bereich, in dem das durch die Wicklung 24 erzeugte Potential null ist.In the preferred embodiment of the invention, the compensation poles are passive. For this reason, the windings in the embodiment of FIGS. 1 to 3 distributed only to poles 26 and 27. In the magnetic structure In this embodiment, the poles 29 and 30 begin in a region in which the potential generated by the winding 24 is zero.

In einem praktischen Ausführungsbeispiel hatte die magnetische Ablenkvorrichtung folgende Parameter:In a practical embodiment the magnetic deflector had the following parameters:

Dicke der Ablenkvorrichtung 1, 5 mmThickness of the deflector 1.5 mm

Blechdicke 0,15 mmSheet thickness 0.15 mm

Breite des Luftspalts 28 0,3 mmWidth of the air gap 28 0.3 mm

Breite des Luftspalts 31 0,56 mmWidth of the air gap 31 0.56 mm

horizontale Luftspalte 45 und 46 0,56 mmhorizontal air gaps 45 and 46 0.56 mm

Amperewindungen 200Ampere turns 200

Die magnetische Ablenkvorrichtung 23 wurde mit einem Rastersignal von 0-1 Ampere gespeist, die magnetische Tinte war ein Ferrofluid mit einem magnetischen Moment von 24 elektromagnetischen Einheiten, und auf dem 25 mm von der Ablenkvorrichtung entfernten Aufzeichnungsträger ergab sich eine Auslenkung der Tropfen von 4mm.The magnetic deflector 23 was with a raster signal of 0-1 Ampere fed, the magnetic ink was a ferrofluid with a magnetic one Moment of 24 electromagnetic units, and a deflection resulted on the recording medium at a distance of 25 mm from the deflection device the drop of 4mm.

In den Ausführungsbeispielen der Fign. 6 und 7 sind die Lagen der Ablenk-Pole und Kompensations-Pole vertauscht. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 6 sind die Ablenk-Pole 50 und-51 durch einen schwalbenschwanzförmigen Luftspalt 52 getrennt. Tintentropfen 15a und 15b passieren in der Nähe, aber ausserhalb desIn the embodiments of FIGS. 6 and 7 are the positions of the deflection poles and compensation poles swapped. In the exemplary embodiment in FIG. 6, the deflection poles 50 and -51 are through a dovetail-shaped air gap 52 separated. Ink drops 15a and 15b pass near but outside of the

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engen Teils des Luftspalts 52, wo ein ungleichförmiger magnetischer Feldgradient besteht. Kompensationspole 53 und 54 sind unterhalb der Ablenk-Pole und 51 angeordnet und bilden einen Luftspalt 55 der breiter ist als der Luftspalt 52 und mit diesem ausgerichtet. Eine Wicklung 56 auf den Polen 50und 51 erzeugt ein magnetisches Ablenkfeld, das seine höchste Flussdichte im engen Teil des Luftspalts 52 hat. Die Kompensationspole 53 und 54 sind passiv und setzen da an, wo die Pole 50 und 51 ihr Nullpotential haben .narrow part of the air gap 52 where a non-uniform magnetic field gradient consists. Compensation poles 53 and 54 are below the deflection poles and 51 and form an air gap 55 which is wider than the air gap 52 and aligned with this. A winding 56 is created on poles 50 and 51 a magnetic deflection field which has its highest flux density in the narrow part of the air gap 52. The compensation poles 53 and 54 are passive and start where the poles 50 and 51 have their zero potential.

Im Ausführungsbeispiel der Fig . 7 befinden sich die Ablenkpole 60 und 61 auf gegenüberliegenden Seiten eines gleichförmigen Luftspalts 62 in einem vollständig geschlossenem magnetischen Kreis, der die Kompensationspole 63 undIn the embodiment of Fig. 7, the deflection poles 60 and 61 are on opposite sides of a uniform air gap 62 in one complete closed magnetic circuit, the compensation poles 63 and

64 aufweist, die durch einen Weiteren Luftspalt 66 getrennt sind. Eine Wicklung64, which are separated by a further air gap 66. One winding

65 auf den Ablenkpolen 60 und 61 erzeugt einen gleichförmigen magnetischen Feldgradienten im Luftspalt 62 aber einen nicht gleichförmigen magnetischen Feldgradienten ausserhalb des Luftspalts 62 im Bereich der Flugbahnen der Tropfen 15a und 15b.65 on deflection poles 60 and 61 creates a uniform magnetic Field gradients in the air gap 62 but a non-uniform magnetic field gradient outside the air gap 62 in the area of the trajectories of the Drops 15a and 15b.

Fig. 8 zeigt eine Ablenkvorrichtung in welcher sowohl das Ablenkpolpaar wie das Kompensationspolpaar aktiv sind. Gemä'ss dieser Figur haben die Ablenkpole 70 und 71 einen gleichförmigen Luftspalt 72 und eine Erregerwicklung Die Kompensationspole 74 und 75 bilden den Luftspalt 77 und ha ben eine zweite Erregerwicklung 76.8 shows a deflection device in which both the deflection pole pair and the compensation pole pair are active. According to this figure, the deflection poles 70 and 71 have a uniform air gap 72 and an excitation winding. The compensation poles 74 and 75 form the air gap 77 and have a second excitation winding 76.

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Im Ausfuhrungsbeispiel der Fig. 8 können der untere Luftspalt 77 und die horizontale Luftspalte so angeordnet werden, dass ohne die Kompensationswicklung 76 eine zentrierende Kraft auf die Tropfon wirkt, welche die Vorrichtung auf Flugbahnen passieren, die nicht in der Ebene der vertikalen Symmetrie liegen. Die Kompensationswicklung 76 kann erregt werden, um diesen Kräften entgegenzuwirken. Um eine polare Kraft zu erzeugen, welche der zentrierenden Kraft entgegenwirkt, muss die Polarität der diagonal gegenüberliegenden Pole gleich sein, d.h. die Polarität der Pole 70 und 75 muss der Polarität der Pole 71 und 74 entgegengesetzt sein. Um zentrierende Kräfte zu erzeugen, müssen die linken Pole 70 und 74 die gleiche Polarität und umgekehrte Polarität wie die der rechten Pole 71 und 75 haben.In the exemplary embodiment of FIG. 8, the lower air gap 77 and the horizontal air gap can be arranged in such a way that, without the compensation winding 76, a centering force acts on the drip, which pass the device on trajectories that are not in the plane of vertical symmetry. The compensation winding 76 can be energized to counteract these forces. In order to generate a polar force which counteracts the centering force, the polarity of the diagonally opposite poles must be the same, ie the polarity of the poles 70 and 75 must be opposite to the polarity of the poles 71 and 74. To create centering forces, left poles 70 and 74 must have the same polarity and reverse polarity as those of right poles 71 and 75.

Da die Grosse der entwickelten horizontalen Kraft, polar oder zentrierend, von der Erregung der Kompensationswicklung abhängt, lassen sich mit aktiven Polen Aenderungen der Flugbahnen und anderer Betriebsbedingungen, die eine Aenderung der Kompensation bedingen, leichter ausgleichen als mit passiven Polen.Since the magnitude of the horizontal force developed, polar or centering, of depends on the excitation of the compensation winding, changes in the trajectories and other operating conditions that require a change can be made with active poles the compensation, more easily compensate than with passive poles.

Es sei angenommen, dass der obere und untere Luftspalt gleich sind, dass die horizontalen Luftspalte die doppelte Breite der vertikalen Liftspalte aufweisen, und dass die Tropfen durch die zentrale Ebene der horizontalen Luftspalte passieren. Etwa 50% der oberen Magnetisierung wäre für die Kompensationspole vorzusehen, um die polaren Kräfte zu neutralisieren, welche ohne die Kompensationswicklung existieren würden. Da dieser Prozentsatz für gegebene Betriebsbedingungen konstant ist, können die obere und untere Wicklung in SerieAssume that the upper and lower air gaps are the same that the horizontal air gaps are twice the width of the vertical lift gaps, and that the drops pass through the central plane of the horizontal air gap. About 50% of the upper magnetization would have to be provided for the compensation poles in order to neutralize the polar forces that would occur without the compensation winding would exist. As this percentage for given operating conditions is constant, the upper and lower windings can be in series

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gewickelt werden, wobei auf ein geeignetes Wicklungsverhältnis (beispielsweise 20:1) zu achten ist.be wound with a suitable winding ratio (for example 20: 1) must be observed.

In allen Ausfuhrungsbeispielen der Fign. 6 und 8 können die Kompensationspole gemäss den Fign. 2 und 3 fUr den Ausgleich der Randeffekte ausgebildet sein.In all exemplary embodiments of FIGS. 6 and 8, the compensation poles according to FIGS. 2 and 3 designed to compensate for the edge effects be.

Obwohl die Erfindung an Ausfuhrungsbeispielen mit laminierten Blechpaketen beschrieben wurde, ist dem Fachmann klar, dass auch andere Magnetkernstrukturen benutzt werden könnten, wie beispielsweise gesinterte Ferritkerne. Die laminierte Kernstruktur ist allerdings fUr Hochfrequenzanwendungen vorzuziehen.Although the invention is based on exemplary embodiments with laminated sheet metal stacks has been described, it is clear to the person skilled in the art that other magnetic core structures could be used, such as sintered ferrite cores. the however, laminated core structure is preferable for high frequency applications.

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Claims

INKJET PRINTER

PATENT CLAIMS

ί 1.) Inkjet printer with means for generating a stream of magnetic ink drops and with electromagnetic deflection means for deflecting the drops orthogonally to their trajectory, which deflection means have a magnetic core with a deflection pole pair that forms a first axial air gap, the length of which is several drop distances is, characterized in that the air gap (28,52,62,72) is designed so that it generates a deflecting magnetic field with a non-uniform gradient outside the air gap (28,52,62,72) that the trajectory of the drops (15a, 15b) runs through this non-uniform outer field, and that a second pair of poles (29, 30/53, 54; 63,64; 74,75) is provided, the air gap (31,55,66,77) of which with the air gap (28, 52,62,72) of the deflection pole pair (26, 27; 50,51; 60,61; 70, 71) is aligned, and which compensates for the centering forces acting on the drops (15b) not selected for printing by the deflection magnetic field.

2. Inkjet printer according to claim 1, characterized in that

that the deflecting pole pair by means of one on the poles (26, 27; 50, 51; 60,61; 70, 71) EN 9-76-019 - 1 "

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sedentary excitation winding (24,56,65,73) can be excited, and that the Compensation pole pair (29,30; 53, 54; 63, 64; 74, 75) at one location of the magnetic core (2 3) starts at which the magnetic flux generated by the excitation winding (24,56,65,73) is negligibly small.

3. Inkjet printer according to claim 1, characterized in that the air gap (31,55,66,77) formed by the compensation s pole pair (29, 30; 53,54; 63, 64; 74, 75) is wider than the air gap (28, 52, 62, 72) of the deflection pole pair (26, 2 7; 50 _T 51; 60, 61; 70, 71,).

4. Inkjet printer according to claim 1, characterized in that the ends (37, 38) of the poles (26, 27; 50, 51; 60, 61; 70, 71) of the deflection pole pair are bevelled, and that the ends of the poles ( 29,30,53,54,63,64,74,75) of the compensation pole pair have extensions (39,40,42,43) so that the air gap (46, 47) formed between the two pole pairs at the end regions (P ^ , V ^) of the core (23) is narrower than in the central region (C).

5. Inkjet printer according to claim 4, characterized in that that the extensions (39, 40, 42, 43). in the end areas (P ^, P2) one above the entry trajectory (41) of the drops (15a, 15b) lying first part (39, 40) and a second part (42, 43) lying below said trajectory (41).

6. Inkjet printer according to claim 4, characterized in that that the distance between the middle part (44, C) of the compensation pole -

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pair (29, 30; 53, 54; 63, 64; 74, 75) and the deflection pole pair (26,2 7; 50, 51; 60, 61; 70, 71) is dimensioned so that practically no influence on the center the deflection device (22) acting horizontally on the drops (15a, 15b), centering forces takes place.

7. Inkjet printer according to claim 1, characterized in that that the compensation pole pair (29,30; 53, 54; 63, 64; 74, 75) also has an excitation winding (76).

8. Inkjet printer according to claim 7, characterized in that that the excitation winding (24,56,65,73) of the deflection pole pair (26,27; 50, 51; 60 61; 70, 71) with the excitation winding (76) of the compensation pole pair (29, 30; 53, 54; 63, 64; 74, 75) is connected in series, and that the ratio of their number of turns 20: 1.

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